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弯道作为轨道枢纽内各换乘设施间的衔接通道,主要承担客流在进出口与站厅或站台之间等的沟通与衔接,是轨道枢纽内不可或缺的重要换乘设施。随着轨道交通客流的迅速增长,乘客换乘的舒适性和安全性需求不断提升,对轨道枢纽内的设施设计和客流组织管理工作提出了更高的要求。然而,目前国内外在轨道枢纽弯道类设施设计的详细设计标准与规范较为缺乏,实际工程管理实践中多根据枢纽内部各功能结构间的空余空间尺寸确定弯道的长度、角度与半径,造成目前轨道枢纽弯道设施上的客流密度过大、乘客行走感受不佳等诸多问题,甚至诱发安全事故,存在安全隐患。因此,立足于弯道客流宏观与微观行为特性,探讨弯道设施设计与客流行为特性之间的关联关系,以指导轨道枢纽弯道设施的优化设计和客流组织管控实践,具有十分重要的理论和实际意义。 首先,本文梳理总结了轨道枢纽规划布局和客流行为特性等领域的国内外相关文献,归纳了弯道设施设计、客流行为特性研究在基本概念、研究方法与手段方面的最新研究进展;分析了各类设计方法的优势与不足。进而,针对弯道设施行为特性开展了现场视频调查和客流问卷调查,进一步完善了弯道的定义分类,从定性角度探讨了弯道客流的行为特性。 其次,基于客流行为特性定性分析,开展了弯道行人可控实验研究,利用SIMI MOTION对实验行人特性参数进行标定,量化分析了弯道客流宏观行为与自适应行为特性,采用基本图法验证了实验结果的正确性。结果显示弯道设施设计参数对客流行为特性具有较大影响。由于弯道角度影响了乘客行走视域,造成了客流速度随着角度减小而逐渐降低。 再次,在典型行人仿真模型优、劣势比较的基础上,选取元胞自动机作为弯道客流仿真基础模型,结合弯道实验客流特性,改进了传统视域效用模型,标定了仿真模型的关键参数,构建了可准确表征弯道条件下行人行为的仿真模型,通过模型验证证明了模型能够有效模拟弯道客流行为。 最后,基于弯道客流仿真模拟试验数据,研究了不同弯道条件下的客流行为变化规律,进而构建客流微观行为特性与弯道设计的数学模型。根据弯道客流的微观特性,将弯道设施设计划分为四类角度和四类半径,并给出了弯道设施优化阈值建议。成果可为轨道枢纽弯道设施的人性化、精细化设计和客流组织优化提供科学的理论依据。